КАРТА САЙТА >> русский english
  НА ГЛАВНУЮ >>     О КОМПАНИИ >>     ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ >>     СВИДЕТЕЛЬСТВА >>     ВАКАНСИИ >>     КОНТАКТЫ >>     НОВОСТИ >>     ЗАКУПКИ >>  
 КОМПАНИЯ СЕГОДНЯ>>   ТЕХНОЛОГИИ >>   СТАТЬИ >>   ФИЛЬМ >> 
<< назад к списку статей

"ДЫМЯЩИЕ ИСПОЛИНЫ"

Журнал 'Популярная Механика', сентябрь 2014 года № 9 (143)

Маркировочная окраска ствола железобетонной дымовой трубы Какие мысли возникают у нас при виде гигантских дымовых труб, выпускающих в синее небо черные облака? Возможно, в первую очередь это будут мысли о сложных взаимоотношениях природы и цивилизации. Однако пока человечество не научилось избавляться от отходов предприятий и электростанций, не выбрасывая эти отходы подальше в атмосферу, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и интереснейшей инженерной задачей.


Самая высокая дымовая труба в мире была построена в 1987 г. в СССР, а находится ныне на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, вырабатывающей электроэнергию из местного высокозольного угля. Этой трубе уступает по высоте только канадская IncoSuperstack с ее 385 м, возведенная в 1971 г. В XXI веке ничего подобного уже не строилось - сегодня ставка делается на очистные сооружения, которые серьезно снижают токсичность выбросов. Это, однако, не означает, что трубы утратили свою актуальность: просто появилась возможность строить их ниже, но не так, чтобы намного: трубы выше 200 м возводятся и сегодня. Они не так зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные проблемы, которые приходится решать при строительстве сверхвысоких зданий, присутствуют и в работе трубокладов - да-да, именно так называют строителей дымовых труб.


Кирпич отступил

Как, наверное, очевидно, классическим и самым первым материалом для строительства дымовых труб был кирпич. Пока трубы оставались невысокими, все было отлично, но по мере увеличения их высоты выяснилось, что кирпич имеет свои прочностные пределы. Впрочем, если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особыми качествами, то рекорды возможны и в этой области. Зимнее бетонирование Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в г. Анаконда, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у снования и 18 м у вершины) и уходит в небо на 178, 3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания составляет 180 см.

У этого рекордсмена не было последователей. В грядущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Железобетонные трубы возводят и поныне, хотя в наши дни уже существуют альтернативы в виде металла и пластика. Чтобы узнать, как устроены и как строятся современные гигантские дымовые трубы, 'ПМ' отправилась в Санкт-Петербург, где расположилась штаб-квартира ПСК 'Корта'. Эта компания проектирует и строит высокие дымовые трубы, градирни, а также занимается их ремонтом и обслуживанием в 40 регионах России.

'Когда мы видим в интернете видео, на которых жаждущие адреналина молодые люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в нашей профессиональной среде такое воспринимается без восторга, - говорит Алина Смирнова, генеральный директор ПСК 'Корта'. - Эти сорвиголовы рискую ради риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте - это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где невнимательность и пренебрежение техникой безопасности может стоить жизни'.

Кубометр бетона, залитый вблизи земли, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 метров, колоссально отличаются по стоимости - так нам говорят специалисты. Чтобы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная железобетонная дымовая труба.


Все ближе к небу

Армирование стакана фундамента дымовой трубы Все, конечно, начинается с фундамента и тут аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного здания дымовая труба - это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается бетонная плита. Плита может опираться на сваи, а может и не опираться, но в последнем случае придется значительно увеличить ее площадь. Поскольку дымовые трубы строятся обычно в стесненных условиях промышленных территорий, сваи обычно используют. Над плитой устанавливается так называемый 'стакан' - круглое основание будущей трубы.

Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным строительством зданий - она поэтапно растет вверх. Разница лишь в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы - всего несколько метров. Существуют два основных метода сооружения труб - метод подъемно-переставной опалубки и метод скользящей опалубки. Первый метод технологически проще, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве железобетонного ствола трубы.

Фундамент дымовой трубы Если трубу возводят методом подъемно-переставной опалубки, то делается это так. На фундаменте (внутри будущей трубы) устанавливается наращиваемая решетчатая конструкция - так называемый шахтный подъемник. Он будет использоваться для подъема наверх строительных материалов (арматуры, бетона), но также служит опорой для электромеханического подъемного механизма - так называемой подъемной головки. К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней смонтирована арматура, туда укладывается бетонная смесь. После того, как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется снова. Таким образом, труба нарастает кольцами, и через 10-12 метров кольца имеют внутренний выступ, так называемую консоль. Зачем она?


О чем плачут трубы?

Дело в том, что помимо внешнего ствола железобетонной трубы есть еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, как правило, из огне- или кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) тоже состоит из отдельных колец, каждое из которых опирается на свою консоль. В западных трубах футеровка представляет собой обычно цельный отдельный ствол, который устанавливается внутри основного. Между футеровкой и железобетонным стволом делается теплоизолирующая прослойка в виде слоя минеральной ваты, а то и просто ничем не заполненной пустоты.

Задача футеровки и теплоизоляции - сберечь железобетонный ствол от действия отводимых газов. Во-первых, газы бывают очень горячими, на стеклопроизводстве, например, их температура достигает порой 400 градусов. Но, более того, отводимые газы еще и обладают агрессивными свойствами. В них чаще всего присутствуют соединения серы (SO2, SO3). 'Если труба спроектирована неправильно или изменены условия ее эксплуатации - объясняет Алина Смирнова, - то может произойти очень неприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте появится зона 'точки росы' и дымовые газы начинают конденсироваться. Надо понимать, что в присутствии водяного пара, который в трубе есть всегда, соединения серы могут превращаться в серную кислоту, так происходит образование химически активного конденсата'. Агрессивный конденсат, стекающий по футеровке, представляет большую опасность. При сильном перепаде температуры газов внутри трубы и воздуха снаружи происходит миграция влаги: конденсат проникает внутрь железобетонного ствола и разъедает арматуру и цементный камень. Иногда он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период превращается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Чтобы исключить такие явления футеровка покрывается специальными составами, снижающими ее проницаемость для конденсата. А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в России много угольных разрезов и много ТЭЦ при них) защита футеровки возникает естественным образом: образующийся налет прекрасно защищает кирпич.


Недешевое скольжение

Строительная площадкаВ 1960-е годы в Швеции была разработана более прогрессивная технология строительства железобетонных труб: метод скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, которые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20-30 см. Как только слой обретает конструктивную прочность 5Мпа, укладывается следующий. Метод скользящей опалубки позволяет наращивать строящуюся трубу на 3 и более метра в сутки, процесс идет практически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.

'Однако, это сложная и дорогая технология, - говорит директор по производству ПСК 'Корта' Андрей Кузнецов. - Оборудование для строительства конических труб методом скользящей опалубки производят всего несколько фирм в мире, и его эксплуатация достаточно сложна, нам приходится использовать его под контролем иностранных супервайзеров, представляющих производителя. Наиболее развиты данные технологии у австрийцев и шведов. Кроме дороговизны в России метод скользящей опалубки имеет еще два недостатка. Во-первых, его практически нельзя применять при минусовых температурах (т.к. вновь уложенная бетонная смесь содержит жидкость, которая не успевает вступить в реакцию и может превратиться в лед), а, во-вторых, технология предполагает круглосуточную бесперебойную поставку бетона особых свойств в течение нескольких месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности строительной индустрии такое позволяют'.

Монтаж оборудования для строительства дымовой трубы Но какой бы сложной ни была технология опалубки, работа на высоте предъявляет высокие требования людям. Если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), только забраться на высоту 100-150 метров - это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически - страх высоты заложен в человека с рождения. Наверху на небольшой площадке нет места для тяжелой техники - для укладки бетона в опалубку рабочие используют тачки и много разного ручного инструмента. Куб бетона, залитый на высоте, 'золотым' делает еще и необходимость обеспечивать безопасность трубокладов на высоте, а это стоит больших денег. 'Экономия на безопасности позволяет некоторым компаниям предлагать низкие цены, - говорит Андрей Кузнецов, - но в итоге это может привести к трагическим последствиям, вроде гибели трех рабочих во время ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае этого года. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, очевидно не прошла положенных испытаний'.


Железный аргумент

Впрочем, железобетонным трубам с их трудоемкими технологиями есть альтернатива - металлические конструкции. Металлические трубы бывают как отдельно стоящими (в этом случае металла нужно много) так и закрепленные в несущем портале, имеющего вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически проще, они более ремонтопригодны, однако менее долговечны. 'Выбор в пользу металлической трубы должен основываться на экономических расчетах. Если железобетонная труба наращивается, то металлическую трубу надо собирать из кольцевых элементов с помощью кранов. Краны, способные поднять детали трубы на высоту 150 м - это уникальные машины, аренда которых может обходиться в миллион рублей в день и выше. Чтобы удешевить процесс, мы сейчас экспериментируем с другой технологией. На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а затем внутри ее монтируется труба из металлических колец. Она наращивается либо сверху (тогда секции поднимаются вверх с помощью лебедки), либо снизу (тогда построенная часть трубы поднимается системой полиспастов). В данном случае тяжелые краны не нужны'.


Текст: Олег Макаров




Надеемся на плодотворное и взаимовыгодное сотрудничество.
191119, Воронежская ул., д. 5 лит. А, помещение 47-Н
тел./факс +7(812) 77-77-202
e-mail: info@korta.spb.su
http://www.korta.spb.su
ул. Михайлова, д. 17 лит. Б, 195009 г. Санкт-Петербург; тел./факс +7 (812) 77 - 77 - 202; e-mail: s-korta@mail.ru